KR20030067782A - 밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치 - Google Patents

밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밸런스 샤프트에 크랭크 샤프트의 동력이 연결되도록 하는 체인의 장력을 완충하기 위해서 밸런스 샤프트에 축지되는 스프로켓의 보스 내측에 댐핑스프링을 형성한 밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치에 관한 것으로,
크랭크 샤프트의 회전력이 체인에 의해서 밸런스 샤프트에 전달되도록 하기 위해 밸런스 샤프트의 일단에 축결합되는 밸런스 샤프트 스프로켓에 있어서,
상기한 밸런스 샤프트 스프로켓이 축지되는 밸런스 샤프트의 외주연 일측에 댐핑스프링의 일단이 지지되기 위한 지지편이 마련되고, 상기 지지편이 위치되는 지점을 기준으로 밸런스 샤프트 스프로켓의 허브 내측으로는 댐핑스프링의 다른 일단을 지지하기 위한 지지돌기가 돌출 형성되어, 상기 각각의 지지돌기와 지지편 간에는 댐핑스프링이 장착되므로서 밸런스 샤프트의 회전과정에서 발생되는 충격력이 완충되어 그 충격력이 체인까지 전달되는 것이 감쇠되는 것을 특징으로 한다.

Description

밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치{Chain damping apparatus for sproket of balance shaft}
본 발명은 밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸런스 샤프트에 크랭크 샤프트의 동력이 연결되도록 하는 체인의 장력을 완충하기 위해서 밸런스 샤프트에 축지되는 스프로켓의 보스 내측에 댐핑스프링을 형성한 밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진의 실린더에는 피스톤이나 크랭크 샤프트 등과 같이 동력을 발생시키는 장치가 설치되어 있고, 실린더 블럭의 하부에 크랭크 샤프트의 구동력으로 회전되는 밸런스 샤프트가 설치되어 있는데, 상기 밸런스 샤프트는 피스톤이나 크랭크 샤프트의 왕복운동에 의해 발생하는 관성력이나 관성우력을 없애는 역할을 하는 것이다. 이와 같은 밸런스 샤프트는 소형엔진 중 비교적 배기량이 큰 엔진에 적용되며 기통수에 따라서 1~2개(3기통:1개, 4기통:2개) 정도 장착되는 것이 일반적이다.
엔진의 크기에 따라서 1~2개 정도 장착되는 것이 일반적이다.
그리고 상기한 크랭크 샤프트의 회전력이 밸런스 샤프트에 전달되도록 하기 위해서 도 4에서와 같이 상기한 크랭크 샤프트(11) 및 밸런스 샤프트(13)의 일단에는 각각 크랭크 샤프트 스프로켓(12) 및 밸런스 샤프트 스프로켓(14)이 형성되어 있으며, 상기 각각의 스프로켓(12,14) 간에는 체인(15)이 장착되어진다.
또한, 상기한 크랭크 샤프트(11) 및 밸런스 샤프트(13)가 체인(15)에 의해 회전되는 과정에서 발생하는 부하변동에 의해서 밸런스 샤프트 스프로켓(14)이 정방향 및 역방향으로 각속도 변동을 하게 됨에 따라 체인(15)이 긴장과 이완을 반복하게 되고 이에 의해 체인(15)이 떨리게 된다. 특히, 상기 현상은 관성력이 크게작용하는 밸런스 샤프트(13)의 경우에 더욱 심하게 발생되어 체인에 치명적인 반복충격력을 가하게 된다. 그런데 기존의 체인시스템에서는 밸런스 샤프트 스프로켓(14)이 볼트로써 밸런스 샤프트(13)에 고정되어 있어 밸런스 샤프트(13)의 충격력이 그대로 체인(15)에 전달되게 된다. 이와 같이 체인(15)에 전달되는 충격력을 완충시키기 위해서 체인(15)의 일측에는 유압식 오토텐셔너(16)가 장착되는데, 상기 유압식 오토텐셔너(16)는 오일의 비압축성 때문에 장력변동에 민감하게 대응하여 이를 줄여주는데 한계가 있어 근본적인 효과를 거두기가 힘들었다.
따라서 기존의 밸런스 샤프트 스프로켓은 단지 체인의 구동력을 전달하기만 할 뿐 충격력을 감쇠시키는 역할은 없게 되므로서 체인의 피팅(Pitting), 체인 가이드의 과다마모 등의 발생되어 체인시스템의 내구성에 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 밸런스 샤프트에 크랭크 샤프트의 동력이 연결되도록 하는 체인의 장력을 완충하기 위해서 밸런스 샤프트에 축지되는 스프로켓의 보스 내측에 댐핑스프링을 형성한 밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
크랭크 샤프트의 회전력이 체인에 의해서 밸런스 샤프트에 전달되도록 하기 위해 밸런스 샤프트의 일단에 축결합되는 밸런스 샤프트 스프로켓에 있어서,
상기한 밸런스 샤프트 스프로켓이 축지되는 밸런스 샤프트의 외주연 일측에 댐핑스프링의 일단이 지지되기 위한 지지편이 마련되고, 상기 지지편이 위치되는 지점을 기준으로 밸런스 샤프트 스프로켓의 허브 내측으로는 댐핑스프링의 다른 일단을 지지하기 위한 지지돌기가 돌출 형성되어, 상기 각각의 지지돌기와 지지편 간에는 댐핑스프링이 장착되므로서 밸런스 샤프트의 회전과정에서 발생되는 충격력이 완충되어 그 충격력이 체인까지 전달되는 것이 감쇠되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 밸런스 샤프트 스프로켓가 장착된 상태의 단면도.
도 2는 본 발명의 구성을 설명하기 위한 분해사시도.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도.
도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 크랭크 샤프트 15 : 체인
20 : 밸런스 샤프트 21 : 볼트공
22 : 지지편 23 : 확장단
24 : 전단부 30 : 밸런스 샤프트 스프로켓
31 : 체결공 32 : 허브
33 : 지지돌기 34 : 전단부
40 : 댐핑스프링 50 : 볼트
이하, 본 발명의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 형성되는 밸런스 샤프트 스프로켓의 장착상태의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 구성을 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 밸런스 샤프트를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성되는 밸런스 샤프트 스프로켓을 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래 기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.
상기한 밸런스 샤프트(20)는 크랭크 샤프트(11) 및 피스톤 등에서 발생되는 관성력 및 우력이 완충되도록 하기 위해 크랭크 샤프트(11)의 하측에 상기 크랭크 샤프트(11)와 체인(15)으로써 회전동력이 연결되도록 구성된다.
그리고 체인(15)이 장착될 수 있도록 상기 밸런스 샤프트(20)의 끝단에는 밸런스 샤프트 스프로켓(30)이 장착된다. 특히, 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)은 종래의 경우에는 볼트로써 밸런스 샤프트에 고정하여 밸런스 샤프트 스프로켓과 밸런스 샤프트가 일체로 회전되도록 구성되었으나, 본 발명에 의한 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 경우에는 밸런스 샤프트(20)에서 발생되는 회전관성이 밸런스 샤프트 스프로켓(30)에 그대로 전달되는 것을 방지하기 위해서 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 내측에 댐핑스프링(40)이 설치되어진다.
상기한 댐핑스프링(40)을 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30) 내측에 장착하기 위해서, 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)이 축지되는 밸런스 샤프트(20)의 외주연 일측에는 댐핑스프링(40)의 일단이 지지되기 위한 지지편(22)이 형성된다. 또한, 상기 지지편(22)이 위치되는 지점을 기준으로 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 허브(32) 내측으로는 댐핑스프링(40)의 다른 일단을 지지하기 위한 지지돌기(33)가 형성된다.
그리고 상기한 각각의 지지돌기(33)와 지지편(22) 사이에 댐핑스프링(40)이 위치될 수 있도록 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)이 밸런스 샤프트(20)에 장착되어진다. 이 과정에서 상기한 댐핑스프링(40)이 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 내측으로 이탈되지 않도록 하기 위해 상기 밸런스 샤프트(20)에는 환형의 확장단(23)이 형성된다.
한편, 상기한 밸런스 샤프트(20)의 일단에 축지되는 밸런스 샤프트 스프로켓(30)을 고정하기 위한 볼트(50)가 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 외측에서 밸런스 샤프트(20)의 볼트공(21)에 체결되어진다. 그런데 상기한 밸런스 샤프트(20)의 전단부(24)가 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 전단부(34)보다 돌출된 상태로 조립될 수 있도록 상기 밸런스 샤프트(20)의 전단부(24)의 길이가 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 전단부(34)보다 약간 길게 형성된다. 이는 상기 밸런스 샤프트(20)가 관성을 띤 채 회전되더라도 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)이 소정 각도로 회전되는 것을 허용하므로서 상기 밸런스 샤프트(20)의 충격력이 체인(15)에 그대로 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.
엔진이 시동되면 연료가 연소되고 피스톤의 상하로 이동하게 되면서 크랭크 샤프트(11)가 회전하게 된다. 또한 체인(15)으로써 상기 크랭크 샤프트(11)와 동력이 연결되는 밸런스 샤프트(20)도 회전되면서 크랭크 샤프트 및 피스톤에서 발생되는 관성력 및 우력을 상쇄시키게 된다.
그리고 체인(15)을 통해 크랭크 샤프트(11)의 회전동력이 상기 밸런스 샤프트(20)로 전달되는 과정에서 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 내측에 장착된 댐핑스프링(40)에 의해서 체인(15)의 관성충격력이 완충되어진다.
즉, 상기한 크랭크 샤프트(11)의 회전력이 체인(15)에 의해서 밸런스 샤프트(20)로 전달되는 과정에서 밸런스 샤프트 스프로켓(30)을 회전시키려 전달되는 체인(15)의 회전토오크가 댐핑스프링(40)에서 완충된 다음에 밸런스 샤프트(20)에 전달되어진다. 또한, 밸런스 샤프트(20)에서 체인(15)으로 전달되는 회전토오크도 완충된 다음에 체인(15)으로 전달되어진다. 따라서 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 정방향 및 역방향으로 작용되는 각속도 변동에 따라서 발생되는 관성을 댐핑스프링(40)에서 흡수하게 되는 것이다.
즉, 체인(15)에 가해지는 장력이 현저하게 줄어들게 되고, 이에 의해 체인(15)의 내구성 향상 및 체인(15)의 치합음이 줄어들게 된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 크랭크 샤프트와 밸런스 샤프트 스프로켓 간을 연결하는 체인의 장력이 밸런스 샤프트 스프로켓의 내측에 장착된 댐핑스프링에 의해서 감소되므로서 체인의 내구성이 향상될 뿐만 아니라 체인의 치합음이 줄어들게 되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 크랭크 샤프트의 회전력이 체인에 의해서 밸런스 샤프트에 전달되도록 하기 위해 밸런스 샤프트의 일단에 축결합되는 밸런스 샤프트 스프로켓에 있어서,
    상기한 밸런스 샤프트 스프로켓(30)이 축지되는 밸런스 샤프트(20)의 외주연 일측에 댐핑스프링(40)의 일단이 지지되기 위한 지지편(22)이 마련되고, 상기 지지편(22)이 위치되는 지점을 기준으로 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 허브(32) 내측으로는 댐핑스프링(40)의 다른 일단을 지지하기 위한 지지돌기(33)가 돌출 형성되어, 상기 각각의 지지돌기(33)와 지지편(22) 간에는 댐핑스프링(40)이 장착되므로서 밸런스 샤프트(20)의 회전과정에서 발생되는 충격력이 완충되어 그 충격력이 체인(15)까지 전달되는 것이 감쇠되는 것을 특징으로 하는 밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 밸런스 샤프트(20)의 일단에 축지되는 밸런스 샤프트 스프로켓(30)을 고정하기 위한 볼트(50)가 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 외측에서 체결되어지되, 상기 밸런스 샤프트(20)의 전단부(24)가 밸런스 샤프트 스프로켓(30)의 전단부(34)보다 돌출된 상태로 조립되어 상기 밸런스 샤프트 스프로켓(30)이 소정 각도로 회전되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 밸런스 샤프트 스프로켓의 체인 댐핑장치.
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